人教版选修4 第4章第1节 原电池 作业 (10).doc

第1节 原电池（满分：100分，考试时间：45分钟）一、选择题：本题包括12小题，每小题5分，共60分。1.对于原电池的电极名称，叙述错误的是()a.发生氧化反应的一极为负极 b.正极为电子流入的一极c.比较不活泼的金属为负极 d.电流流出的一极为正极答案c解析原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。2.一个电池反应的离子方程式是zncu2=zn2cu，该反应的原电池正确组合是()选项abcd正极zncucufe负极cuznznzn电解质溶液cucl2h2so4cuso4hcl答案c解析该原电池负极为zn，正极为比zn不活泼的金属或石墨等，电解质溶液中含有cu2，故只有c选项正确。3x、y、z、w四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中，组成原电池。x、y相连时，x为负极；z、w相连时，电流方向是wz；x、z相连时，z极上产生大量气泡；w、y相连时，w极发生氧化反应。据此判断四种金属的活泼性顺序是()axzwy bzxywcwxyz dywzx答案a解析在原电池中，一般较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应；较不活泼的金属作正极，得到电子，发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反。x、y相连时，x为负极，则活泼性xy；z、w相连时，电流方向是wz，则活泼性zw；x、z相连时，z极上产生大量气泡，则活泼性xz；w、y相连时，w极发生氧化反应，则活泼性wy。综上所述，可以得出金属的活泼性顺序是xzwy。4下列关于实验现象的描述不正确的是()a把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡b用锌片作负极，铜片作正极，在cuso4溶液中，铜片质量增加c把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁dal和cu分别作为两电极，用导线连接插入浓硝酸中，铜溶解，溶液变成蓝色答案c解析铜片和铁片紧靠并浸入稀h2so4中，铜片上的h获得由铁片传递过来的电子，电极反应为2h2e=h2，所以可观察到铜片表面出现气泡，选项a正确；锌片作负极，铜片作正极，发生反应zncu2=zn2cu，生成的cu在铜片上析出使其质量增加，选项b正确；铜片插入fecl3溶液中，发生的反应是cu2fe3=cu22fe2，没有单质铁的析出，选项c不正确；由于al与浓硝酸常温下发生钝化，所以cu为负极，电极反应式为cu2e=cu2，选项d正确。5下图是zn和cu组成的原电池示意图，某小组做完该实验后，在读书卡片上记录如下，卡片上描述合理的是() a bc d答案d解析由图可知，该电池反应为znh2so4=znso4h2，活泼金属zn作负极，cu作正极；外电路电流的方向为正极流向负极，、错误；zn失去电子被氧化，溶解成zn2，失去的电子经外电路流向正极，溶液中的h在正极板上得到电子，析出h2，、正确。6.如下图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和nacl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是()a.a中铁钉附近呈现红色 b.b中铁钉上发生还原反应c.a中铜丝上发生氧化反应 d.b中铝条附近有气泡产生答案b解析a中构成原电池,铁钉作负极,铜丝作正极,故fe失去电子,在铜丝上o2得电子发生还原反应;b中也构成原电池,铁钉作正极,铝条作负极,所以al失去电子生成al3+,在铁钉上o2得电子发生还原反应。7在盛有稀h2so4的烧杯中放入用导线连接的电极x、y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()a外电路的电流方向为xa yb若两极分别为铁和碳棒，则x为碳棒，y为铁cx极上发生的是还原反应，y极上发生的是氧化反应d若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为xy答案d解析外电路电子流向为xa y，电流方向与其相反；x极失电子发生氧化反应，作负极，y极发生的是还原反应；若两极分别为铁和碳棒，则y为碳棒，x为铁。8.在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是()a.碳棒上有气体放出，溶液ph变大b.a是正极，b是负极c.导线中有电子流动，电子从a极流向b极d.a极上发生了氧化反应答案b解析本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。电极a、b与电解质溶液稀h2so4组成原电池。因活动性ab(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：a(负)极：ane=an(氧化反应) b(正)极：nhne=h2(还原反应)。由于正极消耗h，溶液中c(h)减小，ph增大。在外电路中，电子由a极流出经电流表流向b极。9.下列关于右图所示原电池的说法正确的是()a当a为cu，b为含有碳杂质的al，c为稀硫酸时，b极上观察不到气泡产生b当a为石墨，b为fe，c为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流c当a为mg，b为al，c为naoh溶液时，根据现象可推知al的活动性强于mg的d当a为石墨，b为cu，c为fecl3溶液时，a、b之间没有电流通过答案b解析a项，因为b为含有碳杂质的al，c、al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的h在该极上获得电子而产生h2，所以在b极上可观察到气泡产生。b项，开始时，能形成原电池，有短暂的电流产生，但fe被浓硫酸钝化后，铁表面生成致密的氧化膜，内部的铁不再失去电子而不能形成电流。c项，由于al可与naoh溶液反应，所以al为原电池的负极，实际上，mg的活动性强于al的，故不能据此判断al的活动性强于mg的。d项，cu能与fecl3发生氧化还原反应，形成原电池而产生电流。10实验发现，298 k时，在fecl3酸性溶液中加入少量锌粒后，fe3立即被还原成fe2。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()a该原电池的正极反应：zn2e=zn2b左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去c该电池铂电极上有气泡生成d该电池总反应：3zn2fe3=2fe3zn2答案b解析zn失去电子，发生氧化反应，zn为负极，a项错误；fe3被还原为fe2，溶液红色逐渐褪去，b项正确，铂电极作正极，无气泡生成，c项错误；该电池总反应：zn2fe3=2fe2zn2，d项错误。11根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()a2ag(s)cd2(aq)2ag(aq)cd(s) bco2(aq)cd(s)co(s)cd2(aq)c2ag(aq)cd(s)2ag(s)cd2(aq) d2ag(aq)co(s)2ag(s)co2(aq)答案a解析根据原电池知识，金属活动性负极正极，可得三种金属的活动性顺序应为：cdcoag，则选项中符合此关系的置换反应成立。12.如图所示，烧杯内盛有浓hno3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，fe、pb都有剩余。下列有关说法正确的是()a.fe比pb活泼，始终作负极b.fe在浓hno3中钝化，始终不会溶解c.电池停止工作时，烧杯中生成了fe(no3)3d.利用浓hno3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想答案d解析开始时，电解质溶液是浓hno3，fe在浓hno3中钝化，所以开始时pb是负极：pb2e=pb2；随着反应的进行，浓hno3变成稀hno3，fe变为原电池的负极：fe2e=fe2。由于最终fe有剩余，所以不会生成fe(no3)3。根据pb与浓hno3反应：pb4hno3(浓)=pb(no3)22no22h2o，过量的fe与稀hno3发生反应：3fe8hno3(稀)=3fe(no3)22no4h2o，可知反应产生了有害气体no2、no，会污染环境，不符合“绿色化学”思想。故选d。二、填空题：本题包括3小题，共40分。13.（12分）(1)向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀h2so4，同时向a中加入少量cuso4溶液，下列产生氢气的体积(v)与时间(t)的关系基本正确的是_。 (2)甲、乙两个烧杯中盛有等体积等浓度的两份稀h2so4，分别加入足量的锌粒，要保证产生h2的量不变而使甲烧杯中的反应速率减慢、乙烧杯中的反应速率加快，可向甲烧杯中加入的一种盐是_(写化学式，下同)，向乙烧杯中加入的一种盐是_。答案(1)a (2)ch3coona(或hcook等) cuso4(或cucl2等)解析(1)zn粉的质量相等、h2so4过量，h2的量由zn粉的量决定。a中部分zn与cuso4发生反应置换出cu并形成“zncuh2so4”原电池，反应速率加快了，但产生h2的体积减小了。(2)向甲中加入一种盐使v(h2)不变而反应速率减慢，应使c(h)减小而h的总量不变，加入ch3coona等弱酸盐最合适，但不能加入na2co3、nahco3、na2s等盐，因为它们与h2so4反应产生气体而使h2的量减少；欲加快反应速率，可加入cucl2、cuso4等盐，因为zn粉足量，所以不影响产生h2的量，但不能加入cu(no3)2，因为若加入cu(no3)2，溶液中就有了h、no，与zn反应不产生h2。14.（12分）设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：znso4(aq)，feso4(aq)，cuso4(aq)，铜片，铁片，锌片和导线。(1)完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。(2)铜片为电极之一，cuso4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。答案(1)(下列三幅图中，作出任意一幅即可)（3分）或(2)电极逐渐溶解，表面有红色固体析出（3分）(3)甲（2分）乙池的负极可与cuso4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；甲池的负极不与所接触的电解质溶液发生化学反应，化学能在转化为电能时损耗较小（4分）解析(1)金属活泼性：znfecu，根据带盐桥原电池的工作原理，znso4(aq)/zn(左)cuso4(aq)/cu(右)、feso4(aq)/fe(左)cuso4(aq)/cu(右)和znso4(aq)/zn(左)feso4(aq)/fe(右)，都能构成符合装置示意图所要求的原电池。(2)根据无盐桥原电池的工作原理，zn(负极)cuso4(aq)cu(正极)、fe(负极)cuso4(aq)cu(正极)，都能构成符合题目所要求的原电池。在这样的原电池中，负极金属失去电子被氧化，溶液中的cu2移向正极，在正极上被还原为cu。(3)在原电池甲中，负极不与cuso4溶液直接接触，所发生的化学反应只有原电池反应，而在原电池乙中，负极与cuso4溶液直接接触，所发生的化学反应除原电池反应以外，还有非原电池反应，因此，在原电池甲和乙中，甲可更有效地将化学能转化为电能。15.（16分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质liclo4溶于混合有机溶剂中，li通过电解质迁移入mno2晶格中，生成limno2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)mno2可与koh和kclo3在高温下反应，生成k2mno4，反应的化学方程式为_。k2mno4在酸性溶液中歧化，生成kmno4和mno2的物质的量之比为_。答案(1)b a（各2分，共4分）(2)mno2eli=limno2（3分）(3)否（1分） 电极li是活泼金属，能与水反应（2分）(4)3mno2kclo36koh3k2mno4kcl3h2o（3分） 21（3分）解析(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知li作负极材料，mno2作正极材料，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“电解质liclo4溶于混合有机溶剂中，li通过电解质迁移入mno2晶格中，生成limno2”，所以正极的电极反应式为mno2eli=limno